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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Stabilizzatore di corrente fino a 150 ampere
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Protettori di sovratensione In letteratura non è spesso possibile trovare descrizioni di stabilizzatori di corrente per 100 ... 200 A, tuttavia in alcuni processi (zincatura, saldatura, ecc.) sono necessari. A prima vista, per stabilizzare tali correnti sono necessari anche opportuni transistor potenti. L'articolo descrive uno stabilizzatore di corrente da 150 A (con regolazione graduale da zero a massimo), realizzato su transistor convenzionali e diffusi della serie KT827. Il design del circuito applicato facilita l'aumento o la diminuzione della corrente massima stabilizzata. Il diagramma schematico dello stabilizzatore di corrente proposto è mostrato in fig. uno.
Come puoi vedere, il carico è incluso in un modo alquanto insolito: in un'interruzione del filo che collega il terminale negativo del ponte a diodi VD5-VD8 al filo comune del dispositivo. Tutti i potenti transistor VT1 - VT16 sono collegati secondo un comune circuito collettore, ma ciascuno di essi è caricato sul proprio resistore di equalizzazione (R4-R19), anch'esso collegato a un filo comune. Pertanto, la corrente totale di tutti i 1 transistor scorre attraverso il carico dello stabilizzatore collegato alla presa XS16. La corrente attraverso ciascuno dei transistor VT1 - VT16 è selezionata per essere di circa 9,4 A, che è molto inferiore al valore massimo consentito per KT827A - KT827V. Con una caduta di tensione attraverso il transistor di 10 ... 11 V, la potenza dissipata raggiunge i 100 watt. La diffusione dei parametri dei transistor e delle resistenze dei resistori R4 - R19 non ha importanza, poiché ogni transistor è controllato dal proprio amplificatore operazionale. Le uscite dell'amplificatore operazionale DA1.1 - DA8.2 sono collegate tramite transistor VT17 - VT32 alle basi dei transistor VT1 - VT16 e le tensioni di retroazione sono applicate agli ingressi invertenti dagli emettitori dei transistor corrispondenti. Gli amplificatori operazionali supportano gli ingressi invertenti (e, di conseguenza, sugli emettitori dei transistor VT1 - VT16) le stesse tensioni che hanno sugli ingressi non invertenti. Gli ingressi non invertenti di tutti gli amplificatori operazionali sono forniti con una tensione di controllo stabile da un partitore resistivo R2R3 collegato all'uscita dello stabilizzatore integrale DA11. Quando la tensione di controllo cambia, la corrente cambia attraverso ciascuno dei resistori R4 - R19 e, di conseguenza, attraverso il carico totale collegato alla presa XS1. L'amplificatore operazionale è alimentato da uno stabilizzatore realizzato su microcircuiti DA9, DA10 e un transistor VT33. Invece dei transistor compositi KT827A nello stabilizzatore di corrente, è possibile utilizzare transistor di questa serie con indici B, C, G o una combinazione di due transistor della potenza appropriata (ad esempio, KT815 + KT819 con qualsiasi indice di lettere). I doppi amplificatori operazionali KR140UD20 sono intercambiabili con K157UD2 o amplificatori operazionali singoli KR140UD6, K140UD7, K140UD14 e simili, stabilizzatore 78L05 - su KR142EN5A, KR142EN5B o 78L09, transistor KT315E - su KT3102, KT603, ecc., diodi D200 - su D160. Invece del trasformatore TPP232 (T1), è consentito utilizzare TPP234, TPP253 o qualsiasi altro con due avvolgimenti secondari per una tensione di 16 ... 20 V. Il resistore R1 può essere di qualsiasi tipo, è preferibile utilizzare R2 stabile (ad esempio, C2-29). Per regolare la corrente di carico, l'autore ha utilizzato un resistore variabile SP5-35A (ad alta risoluzione), ma è possibile, ovviamente, utilizzare qualsiasi altro che fornisca la precisione richiesta nell'impostazione della corrente. Il condensatore C3 è composto da dieci condensatori K50-32A, C4, C6 - K50-35, il resto è di qualsiasi tipo. È impossibile utilizzare un condensatore grande come C3, poiché si surriscalda notevolmente a causa del fatto che le sue uscite non sono progettate per correnti così elevate (non c'è abbastanza sezione trasversale). I doppi amplificatori operazionali DA1 - DA8, i transistor VT17 - VT32, il regolatore di tensione integrato DA11, i resistori R2, R3 e i condensatori C4 - C7 sono montati su un circuito stampato realizzato secondo il disegno mostrato in fig. 2.
I transistor VT1 - VT16 sono fissati su dissipatori di calore in grado di dissipare almeno 100 watt ciascuno. L'autore ha utilizzato dissipatori di calore a coste con dimensioni di 200x100x26 mm (Fig. 3). Tutti i 16 dissipatori di calore sono assemblati in una batteria; per raffreddarli vengono utilizzate quattro ventole VVF-112M. Ciò ha permesso di attivare lo stabilizzatore di corrente per un carico costante a lungo termine. Se il carico è di breve durata o pulsato, è possibile rinunciare a dissipatori di calore più piccoli.
I resistori R4 - R19 sono realizzati in filo ad alta resistenza (manganina o costantana) con un diametro di 1 ... 2 mm e sono fissati sui dissipatori di calore dei rispettivi transistor. Per raffreddare i diodi VD5 - VD8 vengono utilizzati dissipatori di calore standard, progettati per l'installazione di diodi D200 (non è necessario soffiarli con una ventola). Il chip DA9 e il transistor VT33 sono posizionati su piccoli dissipatori di calore a piastre. Quando si installa uno stabilizzatore di corrente, si deve tener conto che in alcuni circuiti scorrerà una corrente di 150 A, quindi devono essere realizzati con un filo di sezione adeguata. L'avvolgimento secondario del trasformatore T2 dovrebbe fornire una tensione di circa 14 V con una corrente di carico di 150 A (un trasformatore di saldatura è adatto). La caduta di tensione attraverso la resistenza di carico dello stabilizzatore non deve essere superiore a 10 V (il resto delle cadute di tensione sui transistor VT1 - VT16 e sui resistori R4 - R19). Con una caduta di tensione maggiore attraverso il carico, sarà necessario aumentare la tensione dell'avvolgimento secondario del trasformatore T2, tuttavia, in questo caso, è necessario assicurarsi che la potenza di dissipazione di ciascuno dei transistor non superi il massimo consentito. Stabilire un dispositivo assemblato da parti riparabili si riduce all'impostazione della massima corrente stabilizzata selezionando il resistore R2. È conveniente farlo sostituendo temporaneamente l'ultimo reostato incluso con un resistore di sintonia con una resistenza di 1,5 ... 2 kOhm. Impostando il suo motore nella posizione di massima resistenza e il motore del resistore R3 nella posizione superiore (secondo lo schema) e accendendo l'amperometro in serie con il carico per una corrente di 150 ... 200 A (o semplicemente collegandolo alle prese della presa XS1), accendere lo stabilizzatore nella rete e, riducendo la resistenza del resistore di sintonia, l'ago dell'amperometro viene deviato sul segno della scala corrispondente. Quindi misurare la resistenza della parte inserita del resistore di sintonia e sostituirla con una costante del valore più vicino. A una corrente massima di 150 A, la tensione sugli emettitori dei transistor VT1 - VT16 dovrebbe essere di circa 1,88 V. Pertanto, la regolazione può essere eseguita anche dalla tensione sull'emettitore di uno qualsiasi di questi transistor, sebbene la precisione dell'impostazione corrente lo farà essere piccolo a causa della diffusione delle resistenze del resistore R4 - R19. Se è necessario aumentare o diminuire la corrente massima erogata al carico, è possibile aumentare o diminuire di conseguenza il numero di transistor e amplificatori operazionali. Pertanto, sulla base dello stabilizzatore descritto, è possibile creare una sorgente di corrente molto più potente. Quando si collega il carico allo stabilizzatore di corrente, è necessario ricordare che ci sarà un'uscita positiva dello stabilizzatore sul filo di "terra". Autore: I.Korotkov, villaggio di Bucha, regione di Kiev, Ucraina
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